گروت سیمانی
گروت سیمانی چیست و چه کاربردی در صنعت ساختمانی دارد؟
برای ساخت و ساز و ایجاد سازه‌های گوناگون از ساختمان‌ها و آپارتمان‌های مسکونی و تجاری گرفته تا پل‌ها و سدها و دیگر سازه‌ها، از مصالح مختلف و بی‌شماری بهره گرفته می‌شود. کیفیت این مصالح ساختمانی و قیمت آنها، تاثیر فراوانی در ساخت و ساز دارد و یکی از المان‌های مهم در این صنعت به شمار می‌رود. سیمان و گروت سیمانی یکی از مهم‌ترین این مصالح است. این ماده، یکی از مهم‌ترین متریال‌های مورد استفاده در این صنعت است که معمولا از ترکیب آب، ماسه، سیمان و دیگر مواد به دست می‌آید و برای مواردی مانند پر کردن ترک‌های به وجود آمده در بخش‌های بتنی و یا بالا بردن استحکام در بخش‌های گوناگون پی و فونداسیون استفاده می‌شود. در این مقاله قصد داریم تا با این ماده و نیز کاربرد و مزایای آن در بخش‌های گوناگون صنعت ساخت و ساز آشنا شویم و ببینیم استفاده از آن، چه مزایایی برای استحکام بیشتر در سازه‌های بزرگ و کوچک دارد.
سیمان و سازه‌های ساختمانی
سیمان یک اتصال دهنده بین اجزای و مصالح گوناگون در این صنعت به شمار می‌رود و کاربرد زیادی در ساخت و ساز دارد. سیمان به ندرت به تنهایی استفاده می‌شود بلکه برای چسباندن و یکنواخت کردن شن و ماسه به یکدیگر استفاده می‌شود. سیمان مخلوط با سنگدانه‌های ریز، انواع ملات برای کاربردهای گوناگون تولید می‌کند و یا همراه با ماسه و شن، بتن ایجاد می‌کند.
سیمان یک ماده ساختمانی بسیار مهم است و در فرآیند ساخت و ساز بسیاری از سازه‌های دنیای مدرن از جمله ساختمان‌ها، پل‌ها، بنادر، باند فرودگاه و جاده‌ها استفاده می‌شود. سیمان مورد استفاده در گروت سیمانی، به عنوان ماده اتصال دهنده برای سنگدانه‌های درشت و ریز عمل می‌کند و سنگدانه‌های درشت و ریز را به شکل توده‌ای چسبناک به هم متصل می‌کند و باعث ایجاد استحکام سازه خواهد شد.
گروت به چه معنا است؟
گروت ماده‌ای چسبناک مخلوطی از سیمان، آب، ماسه، اپوکسی، اکریلیک و پلیمر است که به عنوان پرکننده برای پر کردن فضاها و درزهای سازه‌های بتنی آماده و یا بین سرامیک و کاشی‌های سنگی استفاده می‌شود. گروت هر ماده چسبناک و قابل سخت شدن است که می‌تواند برای پر کردن فضای بین دو عنصر برای اتصال آنها یا ایجاد یک سطح ضدآب استفاده شود.
گروت سیمانی نوعی از گروت پرکاربرد است که به طور کلی مخلوطی از آب، سیمان و ماسه بوده و در تزریق با فشار در سازه‌های بتنی، تعبیه میلگرد در دیوارهای بر پایه میلگرد و بتن، اتصال بخش‌های بتنی پیش ساخته، پر کردن فضاهای خالی و آب‌بندی درزهایی مانند اتصالات بین کاشی‌ها، استفاده می‌شود. گروت سیال متراکمی است که برای پر کردن شکاف‌ها یا به عنوان تقویت‌کننده در سازه‌های موجود مانند پر کردن ترک‌ها در سازه‌های بتنی با سن بالا، استفاده می‌شود. گروت در کاربردهای مختلفی مانند ترمیم ترک‌ها، توقف آب در سازه‌های زیر آب مانند کانال‌ها، تونل‌ها و …، پرکردن درزهای بین کاشی‌ها و برای تثبیت خاک استفاده می‌شود.
انواع مختلفی از گروت وجود دارد و هر کدام هدفی را دنبال می‌کنند که در ادامه به تقسیم بندی و زیربخش‌های آن نیز پرداخته می‌شود.
گروت سیمانی چیست؟
گروت سیمانی یکی از مهم‌ترین مصالح ساختمانی است که کاربردهای ویژه‌ای دارد. این ماده از مخلوط آب، سیمان، ماسه و افزودنی‌های مورد نیاز دیگر تشکیل می‌شود و برای پر کردن ترک‌های سازه‌های آماده بتنی، پر کردن فضاهای خالی در بخش‌های گوناگون و یا برای مقابله با خرد شدن و لایه لایه شدن سیمان و بتن به کار می رود. مزیت مهم استفاده از این محصول که به صورت آماده در بازار نیز موجود است، این است که وقتی در فضایی ریخته می‌شود و پس از خشک شدن، فضای خالی و یا ترک‌های ان را کاملا پر می‌کند.
از این نوع سیمان برای برای برینگ پل‌ها، نصب ریل ماشین آلات، بلت‌ها و حایل‌ها استفاده می‌شود. همچنین به دلیل عدم انقباض، از این مصالح ساختمانی برای زیر صفحه ستون‌ها و آنکربلت‌ها نیز به صورت گسترده استفاده می‌شود.
گروت سیمانی همچنین برای ایجاد یک سطح باربر مستحکم بین صفحات پایه سازه و پی‌های فونداسیون، استفاده می‌شود. استفاده از این نوع گروت، در این بخش‌های پی، به انتقال بار کلی ستون به فونداسیون بتنی کمک می‌کند. این متریال، برای طیف وسیعی از کاربردهای مختلف بسترسازی و تثبیت سازه‌های بتنی مناسب است. کاربرد این ماده در ساخت و تثبیت شامل پایه‌های فونداسیون، صفحات پی و قاب‌های فولادی که در فونداسیون به کار می‌رود، بسیار اساسی است.
گروتینگ یا استفاده از گروت سیمانی چه کارکردی در ساختمان‌سازی دارد؟
فرآیند پر کردن شکاف‌ها، فضاها یا اتصالات بین ترک‌های ایجاد شده در سازه‌های بتنی ساخته شده و همچنین دو ماده مانند سنگ، کاشی، مرمر و غیره در ساختمان به عنوان گروتینگ شناخته می‌شود.
در این فرآیند، گروت سیمانی سیال تحت فشار، به محل مورد نظر مهندسان سازه، پمپ می‌شود تا فرم‌ها، حفره‌ها و ترک‌ها را پر کند. می‌توان از این فرآیند در تنظیمات و کاربردهای مختلفی در مهندسی ساختمان و سازه، جمله پل‌ها، سازه‌های دریایی و زیر آبی، سدها و لنگرهای سنگی استفاده کرد. توده ایجاد شده توسط این متریال، دارای استحکام بسیار قابل توجه بوده و برای کاهش نفوذپذیری استفاده می‌شود.
تزریق این نوع از متریال سیمانی، می‌تواند یک روش مناسب با مزیت اقتصادی برای کاربردهای زیربنایی نسبت به روش‌های جایگزین مانند حذف سازه ترک خورده و آسیب دیده و جایگزینی آن یا شمع‌بندی ارائه دهد و می‌تواند در جاهایی که دسترسی به بخش‌های گوناگون سازه دشوار و فضا محدود است انجام شود. از آن جایی که کارایی تزریق گروت‌های سیمانی مستقل از اتصالات سازه‌ای است، این تکنیک به راحتی با انواع فونداسیون‌های موجود سازگار است و معمولاً بدون ایجاد اختلال در عملیات عادی تأسیسات، قابل انجام است.
در مهندسی عمران، گروت سیمانی و یا فرآیند استفاده از آن، به وارد کردن مواد قابل زهکشی در داخل سازه مانند خاک و تشکیل بخشی سخت برای تغییر خواص فیزیکی آن نیز گفته می‌شود. در این کاربرد، به طور خلاصه، گروتینگ برای کنترل آب‌های زیرزمینی در حین کارهای مهندسی عمران انجام می‌شود. گروتینگ به طور کلی برای خاک با نفوذپذیری بالا انجام می‌شود که ممکن است باعث نشت و ترک در سازه بتنی شود.
هدف استفاده از گروت تشکیل شده از سیمان در ساخت و ساز
- گروت سیمانی برای ترمیم ترک‌های بتن در سازه‌های سیمانی و بتنی با طول عمر بالا که مستهلک شده‌اند، پرکردن شکاف بین بخش‌های سازه و به عنوان یک نوع عایق رطوبتی در بخش‌های از سازه که با رطوبت و احتمالا با آب، در ارتباط است، انجام می‌شود.
- تزریق گروت سیمانی، همچنین برای استحکام بیشتر به پی سازه باربر، انجام می‌شود.
- گروتینگ با استفاده از این ماده، برای تغییر خصوصیات فیزیکی در برخی از انواع سازه‌ها، انجام می‌شود.
- گروتینگ با کمک این ماده برای کنترل نشت و جلوگیری از لغزش در بخش‌های گوناگون سازه، انجام می‌شود.
- استفاده از این ماده همچنین برای کاهش نشست سطحی در انواع سازه‌ها، انجام می‌شود.
کاربرد گروت سیمانی در ساخت و ساز
این متریال، یکی از مواد مهم و کلیدی در ترمیم و مستحکم‌سازی انواع گوناگون سازه است که در مراحل گوناگون، از پی ریزی تا ترمیم و … مورد استفاده مهندسان ساختمان و سازه قرار می‌گیرد. کاربردهای مختلف این ماده را می‌توان در این موارد خلاصه نمود:
- در پر کردن شکاف‌ها و یا حفره‌های تشکیل شده در سنگ طبیعی استفاده می‌شود.
- در تزریق فشاری در برخی حفره‌ها و شکاف‌های ایجاد شده در سازه‌های سیمانی و بتنی با سن بالا، استفاده می‌شود.
- برای جلوگیری از ریزش خاک دانه‌ای و یا شنی استفاده می‌شود.
- در سدها و مخزن‌های گوناگون، به عنوان لایه‌های محافظت کننده و برای ایجاد تراکم استفاده می‌شود.
- پایداری، استحکام و صلبیت خاک را برای ایجاد فونداسیونی مطمئن و یا کاربردهای دیگر، افزایش می‌دهد.
مزایای استفاده از تزریق گروت سیمانی در سازه‌های گوناگون
- گروتینگ را می‌توان تقریباً در هر شرایط زمینی و یا در هر نوع سازه بتنی اعمال کرد.
- گروتینگ را می‌توان در فضای محدود انجام داد و نیازی به فضای فوق العاده و خاصی ندارد.
- تزریق با استفاده از این ماده پرکننده، در تعمیر و ترمیمی برخی از انواع سازه مانند سازه‌های مستهلک بتنی، ارتعاش ایجاد نمی‌کند و با دقت در کار کردن با آن، می‌توان از آسیب ساختاری جلوگیری نمود.
- به اندازه‌گیری بهبود سازه‌های داخل زمین کمک می‌کند.
- به کنترل نشت، در جریان آب‌های زیرزمینی که در نزدیکی انواع سازه هستن، کمک می کند.
انواع گروت سیمانی مورد استفاده در ساختمان‌سازی
تزریق سیمان برای آب‌بندی یک ترک گسترده در سازه‌های بتنی از پیش آماده شده، به ویژه در سدهای ثقلی، پوشش کانال، فونداسیون و دیوار بتنی ضخیم، انجام می‌شود. این متریال عمدتا از سیمان خالص و آب یا مخلوط ماسه (4 قسمت) به سیمان (1 قسمت) تشکیل شده است.
قبل از تزریق گروت سیمانی، سوراخ هایی در اطراف زمین ایجاد می‌شود تا با یک دوغاب نازک، پر شود. سپس با کاهش نسبت آب به سیمان، ویسکوزیته این ماده، افزایش می‌یابد. برای اطمینان از تزریق کامل، سوراخ‌های ثانویه بین سوراخ‌های اولیه حفر می‌شوند تا مراحل ترمیم سازه، کامل انجام شود.
تزریق با این متریال، بیشتر به موارد زیر تقسیم می‌شود:
- تزریق سیمان پرتلند معمولی
- تزریق سیمان میکروفین
- تزریق سیمان فوق ریز
تزریق با سیمان پرتلند معمولی:
از این متریال، معمولاً برای ترمیم ترک‌های بتن استفاده می‌شود. از آن جایی که اندازه ذرات این متریال، 15 میکرون است، می‌تواند به پرکردن شکاف‌های گسترده‌تر کمک کند.
تزریق با سیمان میکرو ریز:
در ساخ این متریال، سرباره ریز آسیاب شده، خاکستر بادی ریز یا سیمان پرتلند با آب مخلوط می‌شوند تا به شکاف‌های ریز موجود در سازه، نفوذ کنند. اندازه ذرات در این نوع از گروت، در محدوده 6 تا 10 میکرون است.
تزریق با سیمان بسیار ریز:
این نوع از گروت سیمانی، برای آب‌بندی خطوط بسیار ریز، مانند ترک‌های بسیار کوچک و باریک استفاده می‌شود. دارای اندازه ذرات این متریال، 3 تا 5 میکرون برآورد می‌شود.